1、第十章 油水井窜通,101 查窜工艺,一油水井窜通的原因和危害,（一）油水井窜通的原因：,1地层窜通 是指地层内部层与层之间的沟通。(1)由地层裂缝造成。各种水平、垂直、斜交的天然裂缝。 (2)构造运动或地震所致。(3)由于某些原因造成压裂改造中措施不当，沟通或压窜了井的其它地层。(4)放喷或井底生产压差过大，油井大量出砂，造成地层结构破坏。2管外窜通(1)固井质量差引起窜通；(2)射孔振动太大，在靠近套管壁外的水泥环被震裂，形成窜通；(3)由于对油水井管理措施不当而造成地层坍塌，形成窜通 ；(4)分层作业引起窜通。分层酸化压裂压差过大将管外憋窜。(5)套管腐蚀或破坏失去密闭作用，造成所封隔的
2、高压水层与其它层窜通。,(二)油水井窜通的危害,1不能对多油层进行分层开采；2使油水井正常生产受到严重影响；3影响油田开发速度；4减小油田最终采收率；5降低油水井的使用寿命；6给修井作业和管理造成麻烦，影响油田开发效益。,声波幅度测井原理：当进行声幅测井时，由声源振动发出声波，而声波幅度的衰减与水泥环和套管、水泥环和地层的胶结程度有关，从声幅曲线图中可以看出：水泥环胶结好，声幅曲线呈低幅度；水泥环胶结差，声幅曲线呈高幅度。,二、查窜工艺,油水井查窜的方法：声幅测井查窜、同位素测井查窜、封隔器查窜、桥塞查窜、水力测试、井温测井、分区水泥胶结测井（SBT）等多种方法。,（一）声幅测井查窜,沿井身测
3、量声系中接收探头接收到的声波首波变化，用来检查固井作业后水泥和套管之间的胶结质量的一种方法。目前主要用于检查固井质量。用声幅测井曲线检查固井质量，就是利用介质对声波的吸收特性。,通过实践应用，声幅测井查窜是比较成功的。但只能提供第一界面(水泥环与管壁之间)窜通的资料。若第二界面(水泥环与井壁之间)封固不好而形成窜通，用声幅测井就难于判断,（二）放射性同位素查窜,1放射性同位素法：,指向井内注入同位素液体，人为地提高出水层段放射性同位素强度来判断出水层的找水方法。根据注同位素液体前后测得的曲线来鉴别出水层位,其步骤是：,先测井内自然放射性曲线（图819 曲线1），再往井内注入一定数量含同位素的液
4、体（一般1.53立方米），并用清水将其替入地层；洗井后，再测放射性曲线（图819 曲线2）。对比前后两次测得的曲线，如后测曲线在某处放射性强度异常剧增，则说明套管在该处吸收了放射性液体。根据此异常，结合射孔资料，便可确定套管破裂位置及与套管破裂位置连通的渗透地层。,图8-19 放射性同位素测套管破裂及管外串流1注同位素前的曲线；2注同位素后的曲线；3套管破裂位置；4管外串通段；5含油层；6出水层,封隔器查窜的方法：,（1）套压法：即观察套管压力的方法，采用高低高或低高低方式观察注水压力，同时观察套管压力变化。若套管压力随油管压力变化而变化，则说明油层之间有窜通现象；反之，则说明无窜通现象。,（
5、2）套溢法：是观察套管溢流量的方法。变换注入压力，同时观察和计量套管溢流量。若套管溢流量随注人压力的变化而变化，则说明此两油层有窜通现象；反之，则无窜通。,（三）封隔器查窜(重点),1-油层，2-夹层，3-定压阀，4-单流阀5-人工井底,1单水力扩张式封隔器找窜,（1）低压井找窜：用溢流法。先测井的溢流量，在循环洗井、投球，从油管打压。,（2）高压井找窜：用套压法。安装防喷装置，起下管柱时防止井喷。从油管注入高压液体，观察套压变化。,1-油层，2-夹层，3-定压阀，4-单流阀5-人工井底,2.双水力扩张式封隔器找窜,（1）低压井找窜：用溢流法。先测井的溢流量，在循环洗井、投球，从油管打压。（2
6、）高压井找窜：用套压法。安装防喷装置，起下管柱时防止井喷。从油管注入高压液体，观察套压变化。,注明：漏失井因有漏失层无法构成循环，不能用套压或溢流法。,（四）桥塞查窜,是将桥塞下至欲找窜井段夹层中部，利用入井工具，通过座封方式将桥塞座封。然后丢手，起出丢手接头，此时桥塞的自锁胶筒在上下卡瓦的作用下仍处在压缩状态保持密封。 验窜方式：插管接头插入桥塞内腔，在允许压力范围内进行试挤验窜，通过套溢法和套压法来判断桥塞上下两层之间是否窜通。,（六）井温测井,（七）分区水泥胶结测井（SBT）,（五）水力测试,102 封窜与验窜,一封窜工艺,按照封堵剂种类划分,水泥封窜技术：是在欲封堵层段挤入一定量的水泥
7、浆，使之进入欲封堵层窜槽内，使水泥浆凝固来达到封堵窜槽的目的,根据挤水泥方式不同，封窜又可分为,（一）循环法封窜,原理：将水泥浆以循环的方式，在不憋压力的情况下替入窜通井段，使水泥浆凝固，以达到封窜的目的。 优点：对油层污染较小，一般不会产生封窜后堵死全部射孔段问题。类型：根据封窜管柱连接方式和所用工具不同，循环法封窜又可分为单水力扩张式封隔器封窜和双水力扩张式封隔器封窜,水泥封窜补孔封窜高强度复合堵水封窜,循环法挤入法循环挤入法填料水泥浆法,1单水力扩张式封隔器封窜：,井况：封窜前只露出夹层以下一至两个小段，其它层段采用人工填砂或注悬空水泥塞方法掩盖。封窜管柱：封堵管柱、水力压差式封隔器、节
8、流器（定压阀）、底部球座（单流阀）。工具位置：节流器下至水泥浆进口的炮眼部位，封隔器下至出口炮眼下界以下夹层处。,2双水力扩张式封隔器封窜：,（1）下封窜管柱，使封隔器坐于施工设计要求的夹层位置。 （2）冲洗窜槽，洗至流出液体不夹带大量泥砂，且泵压平稳时为止。 （3）泵入与设计的性能和数量要求相符合的水泥浆。 （4）替液至节流器以上1020m处，并略待水泥浆稠化，稠化时间随实际而定。 （5）解封时上提管柱，使管脚提至射孔井段以上，然后反洗井，洗出多余水泥浆。 （6）起出2040m管柱，关井候凝48h。 （7）试压，检验封堵情况。,是采用两个水力扩张式封隔器中间加节流器管柱下入井内，下封隔器应坐
9、封在窜通层以下紧靠窜通层的夹层上，上封隔器坐封在已窜通的夹层上。在封堵时水泥浆由两级封隔器中间的节流器喷出，由窜通的下部油层进入窜通部位。 优点：可以不填砂或注悬空水泥塞，不留水泥塞或少留水泥塞； 缺点：下入井内的封隔器多，遇到卡钻时难以处理。,3循环法封窜的施工步骤：,1单封隔器封窜 2。单封隔器解封洗井侯凝 3。双封隔器解封洗井侯凝,循环法封窜施工示意图,（二）挤入法封窜,原理：在压力允许的范围内，让水泥浆通过封窜管柱进入井内，使水泥浆充满所有窜槽部位，使窜通层充分吸附水泥浆，以达到封窜的目的。优点：遇到井壁坍塌，窜槽体积大，形状不规则，且堆有大量岩块时，此方法封窜比较可靠，能堵住复杂的窜
10、槽。,缺点：在封窜过程中会有大量水泥浆进入地层，易堵塞油流通道，污染油层。,方法：根据封窜管柱所用工具不同，可分为封隔器封窜、油管封窜等，如图所示。,其封窜管柱自下而上由单流阀（球座）、节流器（定压阀）、水力扩张式封隔器和油管组成。 封隔器坐封位置应根据层段的不同而定，以避免水泥浆污染其它油层。具体方法是：当窜槽以上的油层少时，可采用由下而上挤水泥浆的办法，如图a所示；将下部的射孔段填砂或注悬空水泥塞，只露出部分射孔段，封堵时水泥浆由此上返进入窜槽内，以达到封窜的目的。当窜槽以上的油层较多时，可采用由上而下挤水泥浆的办法，如图b所示；为了防止挤死上部油层，可将窜槽下部的射孔段填砂掩盖，将封隔器
11、坐在紧靠窜通层上部的夹层上，水泥浆自上而下地挤入。,1封隔器挤入法封窜（套管闸门关闭）,封隔器挤水泥浆的施工步骤：（1）将封隔器下至预定的夹层上，其下部接节流器（定压阀）、单流阀（球座）。（2）反洗井至水清。（3）投球，试挤清水至泵压平稳。（4）挤入水泥浆。（5）用清水将水泥浆替至节流器以上1020m处。 （6）等候压力扩散和水泥浆稠化。（7）上提封隔器至射孔井段以上。 （8）反洗井至水清。（9）上提12根油管，关井候凝2448h。（10）钻水泥塞验窜。,a 窜槽上一层由下而上挤水泥 b窜槽上多层由下而上会挤死上油层 c窜槽上多层由上而下挤水泥,2光油管挤入法封窜（套管闸门先开后关）,当窜槽复
12、杂或套管破损不易下封隔器时，可采用此方法进行封窜。封窜时，将欲封夹层以下射孔段用填砂或注悬空水泥塞的办法全部掩盖，油管下至射孔井段以上3050m，水泥浆自套管内注入，当水泥浆快出油管时(一般控制在lOOm左右)，即关套管闸门，从油管将水泥浆挤入窜槽。挤完水泥后，正反替清水至射孔段处，关油、套闸门，憋压候凝。,光油管封窜示意图,（三）循环挤入法封窜,（四）填料水泥浆封窜,填料水泥浆封窜就是为了防止水泥浆由于重力作用而下沉，在水泥浆挤入并充满窜槽后，接着挤入填料水泥浆堵死窜槽的进口，避免水泥浆反吐，以达到封窜的目的。,二验 窜,与查窜方法一样,103环空气窜及控制技术（了解）,环空窜流（环空气窜）
13、：油气井注水泥后，由于环形空间液柱压力与地层压力不平衡关系的变化，使地层中的液体进入环形空间，产生纵向流动，这种纵向流动的现象称为流体窜流，简称环空窜流。由于环空压力低，气体分离，气体发生窜流的可能性最大，因此又称为环空气窜。,环空窜流示意图,气体窜流实际上是一个压力平衡问题。如水泥浆在候凝阶段，液柱压力始终保持水泥浆柱的原始压力，气体就不可能侵入环形空间。这就间接地说明，在水泥浆凝固过程中，作用在井内的静液柱压力在发生变化。,一、环空窜流的危害,(1)窜流导致环空井口冒油冒气，使大量的油气散失，降低了油气产量； (2)不同压力系统在层间窜流，不仅降低了油气采收率，还影响了油田的合理开发； (
14、3)窜流降低了增产措施的效果，使油气产层得不到合理的开采； (4)窜流使套管遭受流体的侵蚀和腐蚀，降低了套管的强度和使用寿命。 (5)当流体窜入套管内部，还会影响下部井段油气的继续发现和造成错误判断。,(1)增加孔隙压力，弥补水泥浆失重造成的压力降低现象。 (2)增加孔隙阻力，降低水泥石的渗透率，阻止气体的窜流。 (3)缩短过渡时间（是指气侵最容易发生的时间），使水泥浆孔隙压力降到地层压力之前，胶凝强度增加240Pa。,二、控制气窜的方法,1、简述封隔器挤水泥浆的施工步骤?2、简述循环法封窜的施工步骤？3. 油水井窜通的类型有哪些？4油水井查窜的工艺方法有哪几种？5、简述单封隔器查窜的方法（叙述套压法和溢流法）？6什么是环空窜流（环空气窜）？7简述油水井窜通的原因及危害有哪些？,作 业思考题,
